CPU：我就是“芯”脏

    CPU（Central Processor Unit）就是我们常提起的中央处理器，它是一台电脑中最为核心的部件，它在电脑中所起的作用也是举足轻重的。它对整个电脑系统进行协调、控制、程序运行以及大量的数据处理工作。所以我们把它直观的称为电脑的“心脏”。

    CPU本身就是一台非常精密的机器，和普通的机器不同的是，我们并不能看到一般机器中的电线、电机、各种零件和螺丝等等部件，而CPU则是在一块的小小的硅晶片上使用了大规模的集成电路，它的核心部分可集成上百万、上千万甚至上亿个晶体管，是一个大规模、高精度、小体积的精密系统。它的作用就是用户通过各种I/O设备输入的模拟信号转换为数字信号传送到CPU的控制单元进行控制分配，再经过运算单元进行高速的运算处理，其中还包括和寄存单元数据的存储和交换，最后将处理完成后的数据返回给相应的程序进行运行并将信息返回给用户。

电脑的心脏：CPU

    如果将CPU比喻成一台高速运转的机器，那么控制整台机器运转的就是CPU的核心。核心是CPU最重要的组成部分，核心是由单颗硅晶片按照一定的生产工艺所制造，CPU中所有的逻辑运算和数据处理工作都是由核心来完成的。而CPU的核心则分为两部：运算器和控制器。

    运算器主要有由算术逻辑运算单元ALU（Arithmetic and Logic Unit）、浮点运算单元（Floating Point Unit）、通用寄存器组和专用寄存器组成，其中算术逻辑运算单元主要是进行对二进制数据的定点算术运算、逻辑运算以及移位操作，就是我们常说的整数运算，而浮点运算单元控制器则是进行小数点以后数据的高精度整数运算，也就是浮点运算。通用寄存器组是一组存储速度最快的存储器，它的作用是用来保存参加当前运算的操作数据和结果。专用寄存器组是一些状态存储器，它不能通过程序运算来改变它的状态，它是由CPU自己控制，用来表明某种状态。

    运算器的工作就是完成数据的运算，而控制器则是控制着整个CPU的工作，它主要是由指令控制器、时序控制器、总线控制器和中断控制器组成，其中指令控制器的作用非常重要，它主要是进行指令读取、指令分析等操作，然后交给执行单元（ALU和FPU）来执行。时序控制器的作用是为每条提供给CPU的指令按时间顺序给予控制信号，总线控制器和中断控制器是对各种数据总线、地址总线、系统总线等进行控制和对于各种程序的中断请求并根据程序优先级的高低对中断请求进行排队，并逐个交给CPU处理。

    CPU核心中还有一个重要的部分就是一级缓存和二级缓存（L1Cache和L2 Cache）。Cache就是高速缓冲存储器，它一般采用和CPU同类型的半导体存储器，读取速度非常快，它的作用就是像是CPU和内存之间的一个缓冲带，CPU会将使用较为频繁的程序放入Cache中，而不再通过内存进行调用，大大提高了CPU的运行效率。其中L1 Cache负责存储系统指令，L2 Cache用于存储运算所需要的数据，其中L2 Cache容量的大小将会直接影响到CPU的性能和运算速度。那么CPU的性能又是体现在哪些方面呢？首先，CPU性能参数中最重要的就是CPU的运算频率。频率（Frequency），它代表CPU每秒钟振动的频率，它是由CPU内部石英晶体振荡器发出有规律的脉冲信号，也称为时钟频率，基本单位是Hz（赫兹）。 CPU的主频越高，以就代表它每秒钟振动的次数越多，运算性能也就越强。
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